Архив журнала Моделист-Конструктор
|
ЛЕТАЮЩИЕ ЛОДКИ ЧЕТВЕРИКОВАЕсть у мостостроителей старинный обычай: во время первого испытания только что построенного сооружения под нагрузкой, под пролеты, как бы гарантируя их надежность, становится конструктор моста. Ту же цель, видимо, ставил перед собой и Игорь Четвериков, молодой авиаконструктор большой летающей лодки МДР-3; в первом же испытательном полете он занял место в кабине рядом с летчиком и механиком. Никто не обязывал его находиться на борту лодки, но самолетостроитель твердо верил в свое детище и хотел эту уверенность передать экипажу.
Была, правда, и еще одна причина, заставившая конструктора совершить этот шаг. В тридцатые годы новую машину оценивали в основном по отзывам экипажа. Контрольно-записывающей аппаратуры тогда не было, и участие конструктора в испытаниях давало ему возможность оперативно устранять обнаруженные в полете погрешности. Тем более что Четверикову выпало быть и технологом, и главным инженером, и ведущим инженером по летным испытаниям гидросамолета.
Шел январь 1932 года. Рейд Севастопольской бухты стал испытательным полигоном одной из крупнейших в те годы летающих лодок нашей страны. Ее взлетный вес достигал 14 т, а размах крыльев составлял 32 м. В воздухе самолет мог находиться более 8 часов.
Во второй полет МДР-3 поднялся с тем же экипажем: летчик-испытатель Б. Л. Бухгольц, сам конструктор и механик. Поначалу все шло хорошо, но вдруг на скорости 200 км/ч началась сильная тряска. Пробравшись в самый хвост, на место заднего стрелка, Четвериков увидел, как весь стабилизатор с двумя килевыми шайбами периодически вздрагивает и угрожающе раскачивается из стороны в сторону.
Тряска хвостового оперения, или, как ее позднее назвали — бафтинг, была в те годы труднопреодолимым барьером на пути увеличения скорости самолетов. Полеты МДР-3 пришлось прекратить, но драгоценный опыт, приобретенный в процессе испытаний первой летающей лодки, существенно помог Четверикову в будущем.
* * *
Кто такой Четвериков? Почему его фамилия прочно заняла место в списке выдающихся авиаконструкторов нашей страны?
Игорь Вячеславович Четвериков родился в 1904 году в Саратовской губернии. С 16 лет начал работать кочегаром на волжских пароходах. Закончил с отличием рабфак при Саратовском университете. Затем поездка в Петроград. Четвериков подает документы в Институт инженеров путей сообщения на только что образованный воздушный факультет.
В 1928 году уже с инженерным дипломом в кармане Игорь Четвериков едет в Москву и предлагает свои услуги Авиатресту. Отказ!
Направление всей его дальнейшей жизни определила случайная встреча с бывшим однокурсником И. Берлиным.
Окончивший институт раньше Четверикова, он работал у известного авиаконструктора Д. П. Григоровича. Создатель гидросамолетов возглавлял небольшой коллектив, но какие люди в нем трудились! Камов и Скржинский — будущие конструкторы автожиров и вертолетов, Гиммельфарб и Остославский — будущие профессора Московского авиационного института, Королев — будущий Генеральный конструктор космических систем, Гуревич — будущий соавтор знаменитых МиГов. И вот теперь Четвериков — будущий создатель гидросамолетов.
Конструкторская школа Григоровича оказалась тяжелой, но весьма полезной для молодого авиационного инженера. В то время здесь строились три самолета: РОМ-2, МР-5 и маленький МУ-2. Четверикову поручили доводку МУ-2 — двухместной морской учебной летающей лодки с мотором М-11. Испытания затягивались, так как самолет оказался перетяжеленным, да и мореходность оставляла желать лучшего. Впервые участвуя в полетах экспериментального самолета, Четвериков набирался опыта в проведении подобных испытаний.
После МУ-2 началась «сказочная жизнь». В Центральном конструкторском бюро самолетостроения (ЦКБ) Четвериков возглавил отдел гидросамолетов, и ему поручили первую самостоятельную работу — проектирование морского дальнего разведчика МДР-3. Этот самолет не пошел в серию, и тем не менее он принес Четверикову, а стало быть, и авиации несколько новаторских решений.
Молодой конструктор впервые применил ступенчатый редан — для всех строившихся впоследствии у нас и за рубежом гидросамолетов этот элемент стал обязательным. Четвериков впервые решился строить корпус лодки по судовым профилям и с острым реданом, что в корне отличалось от обводов считавшейся тогда классической плоскодонной летающей лодки Дорнье «Валь». Вскоре такие же реданы на своих гидросамолетах стали проектировать Туполев и Бартини Наконец, именно он впервые предложил испытать модель МДР-3 в гидроканале ЦАГИ, сделать так называемую «протаску» для определения мореходности самолета.
Много нового было внесено и в компоновку машины. Так, весьма своеобразным стало размещение четырех моторов: над крылом тандемом, по два в одном обтекателе. В тот же период Игорь Вячеславович загорелся новой идеей, воплощение которой явилось одной из самых необычных и увлекательных страниц в его богатой конструкторской биографии. Вот что сам Четвериков писал об этом автору очерка:
«Мысль установить самолет на подводную лодку возникла в связи со стремлением повысить ее боевую эффективность за счет расширения поля обзора при поиске противника. Самолет мог увеличить «дальнозоркость» подлодки в десять с лишним раз. А эта имело особо важное значение в таких операциях, как организация морской блокады противника, рейдерство, поиск и уничтожение вражеских кораблей в открытом море. Однако в техническом плане задача и для самолета, и для подлодки оказалась далеко не простой. Где и как размещать самолет на подводном корабле? Предлагалось два решения: либо внутри лодки, но тогда нужно разбирать самолет, либо снаружи, на палубе. Второй вариант с размещением самолета в специальном ангаре на палубе показался мне наиболее удобным. Разборка самолета в этом случае заменялась его складыванием. Однако при этом возрастало гидродинамическое сопротивление лодки, что снижало ее скорость под водой. Это не говоря об увеличении веса субмарины и ухудшении ее остойчивости. Отсюда закономерно последовало категорическое требование минимальных габаритных размеров ангара. Тогда подлодки имели относительно небольшие размеры, их водоизмещение не превышало 700 т, а рассчитывать приходилось только на них, а не на подводные крейсера будущего. Минимальный вес и размеры — эти вопросы у нас доминировали над остальными. К тому же приходилось разрешать и другие, не менее важные проблемы — ограниченного времени подготовки к полету и уборки самолета после полета в ангар (3—5 мин), старта и приема самолета в сложных метеорологических условиях, надежной связи гидросамолета с подлодкой и, наконец, проблему мореходных качеств самолета. Именно эти, а не летно-технические характеристики определили конструкцию».
Идею складного самолета Четверикова поддержали два авторитетных руководителя: В. А. Гартвиг — начальник Отдела строительства глиссеров и аэросаней (ОСГА) НИИ ГВФ и М. И. Шевелев — начальник Главсевморпути. Последний предложил создать такой же самолет и для строящегося ледокола «Челюскин».
Таким образом, И. В. Четвериков практически одновременно приступил к строительству двух машин — ОСГА-101 и СПЛ. Работа велась в ОСГА НИИ ГВФ.
На проектирование, сборку и испытания амфибии ОСГА-101 отводилось всего лишь восемь месяцев — именно столько времени оставалось до выхода «Челюскина» на трассу Северного морского пути. К сожалению, сделать самолет к сроку не удалось, и в свое первое и последнее плавание ледокольный пароход ушел с амфибией Ша-2 конструкции В. Б. Шаврова на борту...
Строительство ОСГА-101 было завершено к весне 1934 года; летчик Н. Кастанаев поднял амфибию с Москвы-реки и совершил первый, удачный полет. Теперь на очереди встала доводка СПЛ. После государственных испытаний эту машину для доработок сначала передали в НИИ ГВФ, а затем в 1936 году под маркой «Гидро-1» отправили на выставку в Милан. В том же году на СПЛ установлено несколько мировых рекордов — скорости, дальности и максимальной высоты полета.
Еще во время работы над СПЛ Игорь Вячеславович задумал построить морской двухмоторный дальний разведчик, способный летать со скоростью до 300 км/ч на расстояние до 3 тыс. км. Конструкцию гидросамолета, получившего индекс АРК-3, одобрили, и Четвериков начал его разработку. Лодка была не совсем обычной. Два двигателя M-25 конструктор разместил над крылом тандемом — с тянущим и толкающим винтами. Характерной особенностью АРК-3 стали минимальные габариты при больших запасах прочности. Да и масса его оказалась намного меньше, чем у сухопутных самолетов того же класса.
Летные испытания новой летающей лодки были завершены в 1936 году, а 25 апреля 1937 года летчик А. Ершов поднял машину с контрольным грузом 1000 кг на высоту 9190 м: мировой рекорд.
Выдающиеся для того времени летно-технические данные АРК-3 произвели впечатление, было даже решено сделать его военный вариант с вооружением. Но... в одном из испытательных полетов машина разбилась.
А тем временем конструкторское бюро разрабатывало новый самолет — морской дальний разведчик МДР-6. Сначала его проектировали под два двигателя М-25, а затем решили заменить их более мощными моторами М-63. Эта летающая лодка была цельнометаллической, со свободнонесущим крылом типа «чайка» — первым в нашей стране крылом такого типа. Двухреданный корпус имел прекрасную гидродинамику, а дополнительное колесное шасси позволяло ему взлетать не только с воды, но и с береговых аэродромов. «Вообще этот тип мог по праву считаться самым красивым из гидросамолетов», — писал об МДР-6 историк авиационной техники авиаконструктор В. Б. Шавров.
Экипаж лодки состоял из трех-четырех человек, на борту было оборонительное стрелковое вооружение, под крылья подвешивались бомбы суммарным весом до 1000 кг. Взлетный вес МДР-6 достигал 6800 кг, скорость — 360 км/ч, практический потолок — 9 тыс. м, дальность — 2645 км. Безусловно, это были очень хорошие характеристики для летающей лодки того времени, и поэтому МДР-6 запустили в производство под названием Че-2.
В годы Великой Отечественной войны Че-2 летали на Балтике, Черном море и Дальнем Востоке. В частности, морские летчики обеспечивали на нем связь с материком и безопасность соединения самолетов ДБ-ЗФ при проведении бомбардировочных налетов на Берлин с острова Сааремаа в 1941 году.
С 1940 года И. Четвериков — главный конструктор и одновременно директор авиационного завода, выпускающего гидросамолеты Че-2. В трудные военные годы конструкторский коллектив не прекращал своих творческих поисков. Удачная конструкция Че-2 позволяла совершенствовать ее, непрерывно улучшая летные качества. Так, последняя модификация военной летающей лодки имела скорость 450 км/ч при дальности 3 тыс. км. Это было уникальным явлением для самолетов подобного класса.
В конце 1948 года начался новый этап в деятельности Игоря Вячеславовича Четверикова. Он перешел на преподавательскую работу в ленинградский Военный инженерный Краснознаменный институт им. А. Ф. Можайского и более четверти века возглавлял кафедру конструкции самолетов.
Сегодня И. В. Четвериков участвует в работе ленинградского отделения Института истории техники АН СССР и по-прежнему сохраняет свою приверженность гидроавиации. Он все так же глубоко убежден, что быстрые и экономичные самолеты-амфибии займут подобающее им место в транспортной сети нашей необъятной страны.
Л. ЭРЕНБУРГ
|
|
ГИДРОСАМОЛЕТ ДЛЯ СУБМАРИНЫ
Тридцатые годы не случайно называют «золотым веном» авиации. Именно в этот период в процессе осмысливания конструкторами новых возможностей использования самолетов возникли и осуществлялись самые дерзкие проекты.
Именно в это время создаются самолеты, стартующие с дирижаблей, автомобилей и даже с самолетов-носителей (вспомните «самолет-звено» авиаконструктора В. С. Вахмистрова!). Осуществление этих идей, надо сказать, не совершило переворота в тактике боевых действий, но их пришлось существенно корректировать, когда летательные аппараты «научились» подниматься в воздух с корабля. Закономерно встала на очередь идея оснащения самолетами и подводных лодок.
Разработка такой летающей лодки была сложной, но интересной задачей. За ее решение и взялся тридцатилетний авиаконструктор И. В. Четвериков.
Конструктор сохранил в самолете для подводной лодки аэродинамическую и конструктивно-силовую схему самолета ОСГА-101. Пришлось, правда, несколько уменьшить габариты, поскольку предполагалось разместить его на подводной лодке в герметичном ангаре диаметром всего лишь 2,5 м и длиной 7,5 м.
Были разработаны приспособления, позволяющие трансформировать крыло, силовую установку, подкрыльные поплавки и консоли стабилизатора. При этом для стыковки узлов использовались не традиционные болты с гайками, а быстросъемные пальцы-фиксаторы.
Конечно, стремление сделать летающую лодку возможно меньших габаритов не обошлось и без некоторых издержек. Например, оперение имело очень маленькие площадь и плечо, что делало устойчивость самолета явно недостаточной. Неудовлетворительным получился и обзор, особенно с места наблюдения, поскольку экипаж пришлось «спрятать» в глубь лодки для уменьшения ее размеров. Кроме того, самолет не имел вооружения — пулемета и наружных бомбовых подвесок и приспособлений для взлета с корабельной катапульты. Характеристики этой машины были, пожалуй, ближе спортивному самолету оригинальной конструкции, что и подтвердилось установлением на нем нескольких мировых рекордов.
Какова же была конструкция этих крылатых близнецов: СПЛ и ОСГА-101?
Свободнонесущие монопланы с высоким расположением крыла имели почти одинаковые крылья — цельнодеревянные, с тремя коробчатыми лонжеронами. Лобовая часть до среднего лонжерона сверху и снизу обшивалась фанерой, а все крыло — полотном, пришитым к нервюрам нитками. Все швы заклеивались киперной лентой.
Главное отличие консолей ОСГА-101 и СПЛ — в узлах стыковки с фюзеляжем. На первом были обычные замни типа «ухо-вилка» сверху и снизу на полках всех лонжеронов. Таким образом, каждое полукрыло крепилось шестью болтами. На втором же узлы на переднем и заднем лонжеронах соединялись без фиксации. При этом изгибающий момент передавался через узлы всех лонжеронов, а перерезающая сила только через узлы среднего. В рабочем положении крыло удерживалось фиксатором на верхнем узле среднего лонжерона. Нижний же его узел был карданным, он удерживался в гнезде центроплана на резьбе. Достаточно было освободить фиксатор, развернуть консоль вдоль оси лонжерона, уложить ее по борту лодки — и крыло складывалось.
Оптимальное положение лодки на взлете и при посадке обеспечивал большой установочный угол крыла (6°), тогда как в горизонтальном полете угол атаки был гораздо меньше (2°). Поэтому нос лодки оказывался наклоненным вниз, но при этом ось двигателя располагалась вдоль набегающего потока.
Крылья ОСГА-101 и СПЛ были набраны профилями типа МОС-27 с относительной толщиной 18% в корневой части и 12% в концевой. В сочетании с большим сужением крыла это приводило к тому, что на больших углах атаки в концевой части крыла возникал срыв потока. Стоило летчику чуть перетянуть ручку на себя при посадке, как самолет тут же стремился свалиться на крыло. О причинах такого явления тогда еще не знали и полагали это следствием недостаточной поперечной устойчивости. Попробовали увеличить угол поперечного «V» крыла до 5°, но поведение самолета на больших углах атаки не изменилось. По словам И. В. Четверикова, положение в какой-то степени компенсировала высокая эффективность элеронов.
Элероны имели большую площадь и занимали всю заднюю кромку крыла. Каждый состоял из двух частей — корневой и концевой, причем первые при посадке могли отклоняться как закрылки. Сами элероны были деревянными с лонжероном коробчатой конструкции и полотняной обшивкой. Носок элерона обшивался фанерой.
Лодка самолета СПЛ (равно как и ОСГА-101) цельнодеревянная, с каркасом из набора шпангоутов, лонжеронов и стрингеров и фанерной обшивкой. Гидродинамические характеристики лодки были весьма высокими, поскольку самолеты предназначались для работы в открытом море. Большой угол килеватости существенно снижал перегрузки в момент «приводнения» на волну, а высокий борт обеспечивал безопасные взлет и посадку в штормовую погоду.
Хвостовая ферма фюзеляжа из стальных труб. Ее жесткость обеспечивалась лентами-расчалками. Тросы управления рулем высоты и рулем поворота проходили внутри труб фермы.
Подкрыльные поплавки гидросамолетов СПЛ и ОСГА-101 имели одинаковые форму и конструкцию. Каждый из них представлял собой деревянный каркас из шпангоутов и стрингеров, обтянутый фанерой. Единственное различие в фермах подкрыльных поплавков — на самолете СПЛ они имели более простую конструкцию.
Оперение с цельнометаллическим сварным каркасом и полотняной обшивкой. Лонжероны киля и стабилизатора, а также нервюры и кромки килей, стабилизаторов и рулей были сделаны из тонкостенных стальных труб. Стабилизаторы самолетов различались: на СПЛ он был выполнен по биплановой схеме для уменьшения размаха.
Силовая установка обеих машин базировалась на распространенном в то время авиадвигателе М-11 мощностью 100 л. с. Винт от самолета У-2, деревянный, с фиксированным шагом, его диаметр 2,3 м.
Двигатель располагался на высоком пилоне, сваренном из стальных труб. Такая его компоновка диктовалась необходимостью предохранить винт от забрызгивания при взлете и посадке. На СПЛ стойка мотогондолы складывалась назад, при этом нижний конец заднего подкоса, опираясь на скользящую муфту, двигался по трубе хвостовой фермы.
В мотогондоле располагались десятилитровый масляный бак и двадцатилитровый расходный бензобак. Основные же бензобаки находились в лодке.
В первоначальном варианте на моторах обоих самолетов устанавливали кольцо Тауненда: на ОСГА-101 — граненое, сваренное из листовой «нержавейки», а на СПЛ — круглое, выколоченное из дюралюминия.
Как известно, кольцо Тауненда снижает аэродинамическое сопротивление головок цилиндров звездообразного двигателя, но на М-11 эффект от его применения почти не ощущался. Поэтому после первых полетов кольца были демонтированы.
Стойки шасси самолета ОСГА-101 из стальных труб с деревянными обтекателями, примотанными матерчатой лентой. При взлете и посадке на воду колеса лебедкой поднимались к крылу. Располагаясь выше ватерлинии, они не ухудшали гидродинамики корпуса. В хвостовой части лодки был установлен костыль с амортизацией из резиновых колец, разделенных алюминиевыми шайбами. СПЛ такого шасси не имел, а для перемещения по земле применялось так называемое «выкатное шасси», ось которого вставлялась в трубу, проходящую через борта лодки.
Окраска самолетов ОСГА-101 и СПЛ была довольно простой: по моде тех лет оба были серебристыми, при этом ОСГА-101 не имел отделки и опознавательных знаков. СПЛ в первоначальном варианте также не имел отделки. Впоследствии на крыле сверху и снизу и в носовой части лодки были изображены красные звезды. «Миланский» вариант самолета («Гидро-1») имел иную окраску: надписи синего цвета на бортах лодки и без звезд на крыле.
В. КОНДРАТЬЕВ, инженер
|
|
Гидросамолет И. В. Четверикова «Гидро-1» (СПЛ). |
|
Самолет-амфибия ОСГА-101. |
|
ГИДРОСАМОЛЕТЫ И. В. ЧЕТВЕРИКОВА СПЛ И ОСГА-101: 1 — килевая балка, 2 — воздушный винт (деревянный, неокрашенный, окантовка передней кромки латунная), 3 — кольцо Тауненда, 4 — маслобак, 5 — расходный бензобак, 6 — мотоустановка в сложенном положении, 7 — крыло в сложенном положении, 8 — консольная часть стабилизатора в сложенном положении, 9 — основные бензобаки (два рядом), 10 — место установки выкатного шасси на самолете СПЛ, 11 — передний лонжерон крыла, 12 — средник лонжерон крыла, 13 — задний лонжерон крыла, 14 — верхний узел стыковки крыла с центропланом на переднем лонжероне (такие узлы устанавливались сверху и снизу на переднем и заднем лонжеронах), 15 — верхний стыковой узел на среднем лонжероне, 16 — нижний карданный стыковой узел на среднем лонжероне, 17 — узел навески элерона, 18 — крайнее нижнее положение при отклонении зависающего элерона, 19 — фиксатор крыла, 20 — направление первого движения при складывании крыла, 21 — подкос киля, 22 — металлическая окантовка скул лодки, 23 — ватерлиния (на СПЛ обозначена узкой полоской синего цвета), 24 — съемные крышки на капоте мотора СПЛ, 25 — воздухозаборник карбюратора, 26 — концевая часть элерона, 27 — зависающая часть элерона, 28 — люк для складывания мотоустановки, 29 — трубчатые стальные лонжероны килей, стабилизаторов и рулей, 30 — узел навески рулей, 31 — скользящая муфта, 32 — фиксатор, 33 — костыль с пластинчатой резиновой амортизацией, 34 — трубка Вентури, 35 — тяги толкателей клапанов, 36 — головка цилиндра мотора (черная), 37 — выхлопной и впускной патрубки двигателя (черные), 38 — смотровые лючки на поплавке, 39 — дюралюминиевые обтекатели (только на СПЛ), 40 — утка для швартовки гидросамолета. |
|
Чертежи для печати
|